كبل اتصالات بحري

كبل اتصالات بحري
كابل الاتصالات البحري ، هو كابل يوضع في قاع البحر ويربط بين المحطات الأرضية لنقل إشارات الاتصالات عبر مساحات شاسعة من المحيطات والبحار. سهلت كابلات الاتصالات البحرية الأولى التي وضعت في خمسينيات القرن التاسع عشر من نقل حركة التلغراف، وساهمت في إنشاء أول روابط اتصالات فورية بين القارات، يذكر أن أول كابل تلغراف بحري أنشأ عبر المحيط الأطلسي وبدأ تشغيله في 16 أغسطس 1858.
ربطت الكابلات البحرية لأول مرة جميع قارات العالم (باستثناء القارة القطبية الجنوبية) من خلال ربط جزيرة جاوة بمدينة داروين في الإقليم الشمالي لأستراليا في عام 1871 تحسبا لاكتمال في عام 1872، والذي يتصل بدوره بأديلايد في جنوب أستراليا ومن ثم إلى بقية أنحاء أستراليا.
نقلت الأجيال اللاحقة من الكابلات إشارة الهاتف، ثم حركة اتصالات البيانات. استخدمت هذه الكابلات المبكرة أسلاكًا نحاسية في وسطها، في حين أن الكابلات الحديثة اليوم تستخدم تقنية الألياف الضوئية لنقل البيانات الرقمية والتي تشمل الهاتف والإنترنت وحركة البيانات الخاصة. يبلغ قطر الكابلات الحديثة عادةً حوالي 25 ملم (1 بوصة) وتزن حوالي 1.4 طن لكل كيلومتر (2.5 طن قصير لكل ميل؛ أو 2.2 طن طويل لكل ميل) لأجزاء أعماق البحار التي تشكل غالبية المسار، على الرغم من أنها أكبر حجمًا وأكثر ضخامة. تُستخدم الكابلات الأثقل لأجزاء المياه الضحلة بالقرب من الشاطئ.
التاريخ المبكر: التلغراف والكابلات المحورية
التجارب الناجحة الأولى
بعد أن قدم وتشارلز ويتستون التلغراف في عام 1839، أصبحت فكرة إنشاء خط بحري عبر المحيط الأطلسي ينظر إليها على أنها ثورة مستقبلية. في وقت مبكر من عام 1840، أعرب صموئيل مورس عن حماسه لهذه الفكرة، وبحلول عام 1842، أجرى تجربة غمر فيها سلك معزول بالقنب والمطاط الهندي في مياه ميناء نيويورك ونجح في نقل إشارات التلغراف من خلاله، وفي الخريف التالي، أجرى ويتستون تجربة مماثلة في خليج سوانسي. ولضمان استمرارية عمل الكابل البحري الطويل، كان من الضروري العثور على مادة عازلة فعالة لحماية الكابل ومنع التيار الكهربائي من التسرب إلى الماء. في أوائل القرن التاسع عشر أجرى المهندس الكهربائي البروسي موريتس فون ياكوبي عدة تجارب على المطاط الهندي ليرى أن كان يصلح كمادة عازلة.
في عام 1842 ظهرت مادة صمغية عازلة أخرى يمكن صهرها بالحرارة وتطبيقها بسهولة على الأسلاك. هذه المادة، المعروفة باسم جوتا-برشا، مشتقة من النسغ اللاصق لشجرة الطبرخي. جلبت إلى أوروبا بواسطة وهو جراح اسكتلندي كان يعمل لدى شركة الهند الشرقية البريطانية.
الكابلات التجارية الأولى
أنجزت شركة البرق الإنجليزية الفرنسية أول خط بحري عبر قناة إنجلترا. كان الكبل سلك عادي مطلي بصمغ غوتا ريتشا بدون أي وسائل حماية أخرى، فكانت التجربة فاشلة ولم تمرر المعلومات اللازمة عبر الكابل. وفي سبتمبر 1851 أنجزت سفينة ضخمة تابعة لشركة برق تحت الماء بمسماها الجديد كابلا قويا ومحميا عبر نفس القناة ، وكان ناجحا هذه المرة.
في سنة 1853 تم إنجاز كبل آخر ربط بين بريطانيا وإيرلندا وبلجيكا وهولندا.نفس السفينة أنجزت كابلا ربط بين مدينتين بلجيكيتين في سبتمبر من نفس العام حصل 11 عطبا في كبل آخر يربط مدن جيرتسي والدرتي ووايموت نتيجة احتكاك صخور بالكبل الناجمة عن المد والامواج العاتية بسبب عاصفة ضربت المنطقة في سنة 1860 ثم استدعاء تقنيين لإصلاح الاعطاب نفس التقنيين أشرفو عن باقي عمليات ربط الكبلات
كابل التلغراف عبر المحيط الأطلسي
أول محاولة لانجاز كبلات المواصلات البحرية مزودة لخدمة الهاتف فشلت في بداية سنة 1930 نتيجة الازمة الاقتصادية التي عرفتها أوروبا انذاك .
في سنة 1942, United Kingdom National Physica Laboratory أنجزت كبل مواصلات بحري تمهيدا لانجاز أول خط أنابيب لتمرير البترول خلال الحرب العالمية الثانية أطلق على العملية operation pulo
باث TAT-1أول خط هاتف عبر الأطلسي ربط غالاناش باي، قرب اوبان، سكوتلندا وكلارانفيل وجزيرة نيوفوندلند الكندية ولابرادور. دشن 25 سبتمبر 1956.
الهيمنة البريطانية على الكابلات المبكرة
من 1850 إلى غاية 1911 هيمنت بريطانيا على صناعة وإنجاز الكبلات البحرية
علم المسؤولون البريطانيون أن خطوط التلغراف التي تمر عبر دول غير بريطانيا، معرضة للقطع أو اعتراض الرسائل التي تمر عبرها خلال فترات الحرب.بدأت بريطانيا إجراء خطة لإنشاء شبكة عالمية تسري داخل حدود الدولة عرفت الخطة ب all red line, والتفكير في طريقة لاعتراض رسائل العدو
سارعت بريطانيا بعد إعلان الحرب العالمية الأولى على ألمانيا بقطع 5 كبلات كانت تربط ألمانيا بكل من فرنسا وإسبانيا بل حتى أمريكا الشمالية. الطريقة الوحيدة التي مكنت ألمانيا بالتواصل بعد ذلك هي عن طريق الشبكات اللاسلكية لتتمكن بعدها الغرفة 40 بالتنصت على محادثات الألمان. لعبت الكبلات البحرية دوراً أساسيا بالنسبة للشركات التجارية بحيث تمكن ملاك السفن بالتواصل مع القبطان حالما تصل إلى السفينة إلى وجهتها، بل أمكن أيضاً إعطاء إرشادات توجهها إلى منطقة أخرى لزيادة الحمولة ما إن تتوفر تقارير عن جودة السلعة وأثمنتها هناك.
استفادت الحكومة البريطانية هي الأخرى من هذه الكبلات في الحفاظ على التواصل الحكومي مع المحافظين داخل المملكة، عدا عن التواصل مع الوحدات العسكرية في دول أخرى تجمعها مع بريطانيا علاقات دبلوماسية
المميزات التي ساعدت في فعالية الكبلات فإيرلندا الشمالية والجنوبية تطلان على المحيط الأطلسي، نيوفولند في أمريكا الشمالية كانت طريقة مختصرة لعبور المحيط، ماقلل مت تكاليف التنق
كابل إلى الهند وسنغافورة وشرق آسيا وأستراليا
مابين 1860-1870 تمددت الكبلات البريطانية لأقصى الغرب، إلى البحر الابيض المتوسط، المحيط الهندي، الهند (حاليا مومباي)، الأمر مهد لربط حاسم إلى السعودية سنة 1870 كبل بحري ربط مومباي وبريطانيا أنجزه أربع شركات كبل تحت وصاية الحكومة البريطانية في سنة 1872، الشركات الاربعة تحالفت لتنشئ شركة عملاقة هي eastern Telegraph company يملكها John peter شركة أخرى نفس النوع eastern extension, china and Australia Telegraph company عرفت باختصار ب extension في سنة 1872 كبل ربط أستراليا ومومباي عبر الصين وسنغافورة وفي 1876 الكبل ربط المملكة المتحدة ونيوزيلندا انطلق من لندن.
الكابلات البحرية عبر المحيط الهادئ
أول كبلات بحرية تعبر المحيط الهادي مزودة لخدمة التلغراف أنجز 1902-1903 ربط الولايات المتحدة بهاواي سنة 1902 ومن كوام إلى الفلبين سنة 1903.وربط كل من كندا، أستراليا، نيوزيلندا وفيجي سنة 1902 .
أول كبل بحري تعبر المحيط الهادي مزودة لخدمة الهاتف ربط هاواي واليابان سنة 1964، وسع الكبل ليربط غوام والفلبين سنة 1911 أصبج الكبل الذي ربط الولايات المتحدة الأمريكية باليابان أول كبل مجدد.
البناء
مشاكل عرض النطاق الترددي
الاتصالات الهاتفية عبر المحيط الأطلسي
في سنوات ال50 للقرن ال 19, تزايد الطلب على خدمات ايصال المعلومات بطريقه سريعه عبر المحيط الاطلسي، وكانت الحاجة الاساسيه لهذه الخدمات هي نقل المعلومات لاسعار البذور والقطن.
سايروس فيلد، الذي كان تاجر غني وشاب من نيويورك الذي استطاع ان يتنباء بالاردات المالية لتقديم خدمه نقل معلومات عبر وضع كبل تحت مائي بطول 2000 ميل الواصل بين نيوفينلاند لارلاندا، مع وصل الاطراف بين نيويورك ولندن. فيلد فهم سريعا ان التمويل والاشخاص ذوي اللمهارات متواجدون بالطرف الآخر للمحيط الاطلسي، تحديدا ببريطانيا. في سنه 1856 اقام فيلد شركه التيليغراف الاطلسي بلندن.
كثيره هي التخوفات التي احاطت فكرة الكبل الاطلسي، هذه التخوافات كانت حول اضمحلال الإشارة الكهربائية وخفوت قوتها، ظاهره التي تم اكتشافها لأول مره سنوات قليله قبل ظهور أول كبل تحت ارضي وتحت مائي، وتم وصفها من قبل مايكل فرادي سنه 1854. لهذه الظاهرة علاقه طرديه مع طول الكابل، الامر الذي وضع تخوفات لكميه الرسائل التي يمكن ارسالها باليوم الواحد ويمكنها ان تتكفل بمصاريف الكبل تحت المائي الاطلسي.
سيمنس تمكن من ملاحظه ظاهره اضمحلال الاشاره الكهرائيه في سنه 1849, الامر الذي جعله لاخذ افكار فرادي على محمل الجد بما يخص المواد العازله والإيصال الكهربائي. الكبلات التحت ارضيه الخاصة بسيمنس تعطلت بعد سنه أو سنتان على وضعها، والسبب هو ان المواد العازله الموضوعة على الكبلات أصبحت غير مجدية.
في سنة 1854, ويليام تومسون ذمج ما بين افكار فراداي المتعلقه بالإيصال الكهربائي وبين معادلات المتعلقه بانتقال الحرارة لكي يتوصل لنظرية رياضيه التي تصف انتقال التيار الكربائي عبر الكبلات.
تومسون اشار إلى ان ظاهرة الاضمحلال بالكبل لها علاقه طرديه مع خواص المقاومة والسعه الكهربائيه للكابل، وهذه الظاهرة يمكن تقليلها بواسطه استعمال كبل نحاسي معزول بواسطه جوتا- فريتشا.
كما ان نظرية تومسون نصت على هذه الظاهرة تكبر بشكل نسبي مع الطول التربيعي للكابل.
فيلد قرر بتوظيف وايتهاوس، جراح إنجليزي الذي قام بعمل تجارب كهربائيه بشكل هاوي وكان له تحفظات على نظريه تومسون، بمنصب مسؤول عن الترتيبات الكهربائيه للشركه.
بديسمبير 1856, ممولون اختارو تومسون للانضمام لمجلس المسؤلين لشركه التيليجراف الاطلسي. فيلد، الذي كان مضغوطا بالاوقات، قام بالتوصية على كبل رقيق نسبيا بطول 2000 ميل، الذي تم فحصه بشكل بسيط عن طريق وايتهاوس الذي وافق على صلاحيته للعمل. الكبل بقي تحت الشمس لمده أشهر، الامر الذي سرع وتيره الضرر بالبالطبقه العازله للكابل.
في اغوسطوس سنه 1857, بدائت مرحله وضع الكابل، لكن بعد 300 ميل عن شاطئ البحر انقطع الكابل، وبعد 3 محاولات فاشله أخرى، بيونيو 1858 تقرر عمل تجربه اخيره بيوليو من نفس السنه. هذه المرة تم وضع الكبل بنجاح، وفي اغوستوس 1858 تم انهاء مشروع الكبل العابر للمحيط الاطلسي.
في بدايه شهر سبتمبر، الكبل بداء بالعمل، الجمهور رأى ان التيليغرافيا المائيه هي فشل تكنلوجي، واخذ هذا الرأي بالتوسع في سنوات ال 1860, بعد ان فشل الكبل المائي الموضوع من قبل الحكومة البريطانيه بالبحر الاحمر لكي يصلها مع الهند.
استخدامات أخرى
التاريخ الحديث
كابلات الاتصالات الضوئية
كبلات القرن 19 العابرة للأطلسي مكونة من غطاء حديدي من الخارج بعدها فولادي، مطاط هندي، وبعدها غطي بصمغ طبرخي. بقية الكبل الأقرب إلى الشاطئ تميزت بحماية أكبر. Gutta-percha ، وهو مركب كيميائي طبيعي وهو أقرب للصمغ يتمتع بخاصية حماية الكبلات البحرية من تبدد أجزاء من الطاقة الكهربائية عبر البحر . هذا المركب الكيميائي ثم استبداله ب بوليثيلين سنة 1930 والتي إكتشف فعاليته الأمريكيون.
أهمية الكابلات البحرية
تعتبر المعاملات التي تجري عبر الكبلات البحربة أكثر من المعاملات التي تتم عبر الاقمار الصناعية والتي هي بنسبة 1 في المائة، وذلك لان الكبلات قادرة على تمرير (terabits per second) المعلومات بكفاءة وسرعة بعيدا عن رقابة البشر وتغيير مسارات مرور المعلومات في حالة وقوع عطب في أحد الكبلات، بحكم توجد عدة كبلات أخرى لنقل المعلومات لبلد معين، غير أن تكلفة إنجاز هذه الكبلات البحربة هي بملايين الدولارات. بينما القمر الصناعي يستطيع تمرير المعلومات بسرعة أقل (1000 megabits per second) مع صعوبة الحصول على خدمة الإنترنت عبر الدش.
كنتيجة للفائدة التي توفرها هذه الكبلات وتكلفة إنجازها المرتفعة عادت بالنفع ليس فقط لشركات الكبلات والسفن التي تقاضى أجر إنجاز الكبلات البحرية، بل حتى للحكومات. فمثلا اعتبرت أستراليا الكبلات البحرية التابعة لها «تحي اقتصاد أستراليا الوطني» (ACMA). انشأت مناطق محمية في عرض البحر للحيلولة دون وقوع أعطاب أو قطع هذه الكبلات.
الاستثمار والتمويل
رغم الاستثمار الاجنبي في الكبلات البحرية الهادفة لتزويد الدول الصاعدة سواء عبر المحيط الهادي أو الأطلسي، في هذه الأيام يتم مضاعقة الجهود لتوسيع كبلات الالياف البصرية لتشمل هذه الدول، على غرار SEACOM التي تمتلك 75 في المائة من أسهمها الدول الإفريقية، والتي ربطت غرب إفريقيا عبر ليف بصري بالإنترنت في تموز 2009، العملية توقفت مدة شهر نتيجة نسبة الفقر المتصاعد في غرب إفريقيا.
القارة القطبية الجنوبية
إصلاح الكابلات
قد تتوقف الكبلات البحرية عن العمل إما عن طريق الزلازل أو بشباك سفن الصيادين أو حتى عضات سمك القرش في إحصاء لمجموعة أعطاب الكبلات؛ مابين 1956 و 1996 أقل من 9 في المائة نتيجة الكوارث الطبيعية، من أجل التقليل من هكذا مشاكل ثم دفن الكبلات تحت الرمال.
جمع المعلومات
الأثر البيئي
الآثار الأمنية
المسائل القانونية
تأثير شبكات الكابل في التاريخ الحديث
أحداث بارزة
القرن العشرين
2000–2009
2010–2019
2020–2029
أهم الأحداث
أدى زلزال ضرب نيوفوندلند سنة 1929 إلى أيقاف مجموعة من الكبلات البحرية عن العمل.
في 2005 أتلف كبل بحري SEA-ME-WE-3 على بعد 35 كلم من جنوب كراشي التي تمكن باكستان من الاتصال بالعالم، ما أدى لحرمان حوالي 10 ملايين شخص من الإتصال بالإنترنت.
أدى زلزال هونغ كونغ إلى تخريب كبلات بحرية كانت تربط بين الفلبين وتايوان وذلك في 26 دسمبر 2006.
قام مجموعة من الأشخاص سنة 2007 بسرقة كبل بحري T-V-H وذلك بقطع جزء منه وبلغ 11 كلم بهدف بيعه كخردة تزن 100 طن، ما تسبب في ترك مستخدمي الإنترنت فيفيتنام باتصال بطيء جدا بالإنترنت.
مجموعة من الأعطاب حصلت سنة 2008 في الكبلات البحرية المارة من قناة السويس تسببت في مشاكل بالنسبة لايران وماليزيا وتضررت الهند ودول الشرق الأوسط.
في شهر أبريل 2010 الكبل البحري سي مي وي 4 والذي يربط الجنوب الشرقي لآسيا بأوروبا قطع في 3 أماكن، في مدينة باليرمو، إيطاليا.
في مارس 2013، SEA-ME-WE-4 قطع بواسطة صيادين قرب مصر ما أدى لقطع الاتصال بين فرنسا وسنغافورة.
في نوفمبر 2014 SEA-ME-WE 3 حصل عطب غير معروفة أسبابه في هذا الكابل، ما أدى لقطع الإتصال بين أستراليا وسنغافورة.
في 19 كانون الأول 2018 حصل مفاجئ عطب غير معروفة أسبابه في هذا الكابل، ما أدى لضعف الإتصال في العراق.
اقرأ أيضا
كبل قوى
خط جهد عالي
تيار الجهد العالي المستمر
مقال كامل بالصور والفيديو.
خريطة تفصيلية تفاعلية للكبلات البحرية.
مراجع
أجهزة اتصالات
تاريخ الاتصالات السلكية واللاسلكية
منشآت ساحلية
هندسة الكهرباء